為了因應企業越趨複雜的儲存需求及SAN與NAS..等網路儲存架構的出現,而這些架構的實行都是奠基於RAID。根據Dataquest預估,其平均複合成長率可達20%以上。RAID之概念即是將多顆獨立運作的低成本硬碟放在一起,透過控制器來統一操控,此控制器能把全部硬碟視為是一顆虛擬的硬碟,可提供資料即時備份功能,並提高I/O傳輸效能。
RAID透過將資料切割(Stripe)成多個區段,同時存放在多個硬碟上以節省時間,並藉同位檢核Parity)的方法提供資料容錯的功能,在讀取時,則同時自此多個硬碟機讀出資料,提高大型硬碟的效率及安全性,即當這群硬碟陣列中認一硬碟損壞時,仍能藉檢核位元讀出資料,並重建其應有的資料,增加儲存裝置的安全性,並藉串聯多個硬碟機組成一大型的儲存空間,增加對儲存容量的需求,並藉切割資料的技術,提高其儲存之效率。
就RAID的硬體設備來看,其可以分為內接與外接兩種不同形式,所謂內接式是指在主機板上安裝一張磁碟陣列控制卡,直接連接機箱內的硬碟,是屬低價產品,而主要生產者大多是伺服器廠商,國內廠商則以OEM為主要業務;外接式通常透過SCSI匯流排線來與伺服器箱連接,而伺服器內以必須加裝SCSI控制卡,具較大擴充能力及較高附加價值,故其技術層次、可靠性要求,以及與客戶間配合度要求皆較高,出貨主要為RAID系統整合業者或由經銷管道銷售。
根據儲存資料不同,RAID可以分為不同等級,大致上有RAID-0、RAID-1、RAID-0+1、RAID-5、RAID-10,甚至RAID-50與RAID-100…等各種形式,其中RAID-1、RAID-5使用較為普遍,目前均已商業化。
RAID 形式 |
運作模式 |
性能特性 |
RAID 0 |
磁碟分割 |
具快速讀取/寫入功能 但無容錯與資料保護功能 |
RAID 1 |
磁碟鏡射 |
高速讀取/寫入能力 高成本 |
RAID 0+1 |
對一RAID-0在作鏡射 |
讀取效率優於RAID-0,因控制器可從2套長條(stripe)中讀取資料,但若有一硬碟損壞,則對儲存空間影響甚鉅。 |
RAID 1+0 |
對n個 RAID-1作分割 |
效率優於RAID-0+1,因其只有一套含鏡射硬碟的長條,促使RAID叫能忍受硬碟損壞對儲存空間及讀寫效率的影響。 |
RAID 3 |
對n個硬碟作分割,並將同位檢核位元存在另一硬碟。 |
快速讀取/慢速寫入能力 但無法執行多工命令 |
RAID4 |
對n個硬碟作分割並有一個儲存同位檢核位元的硬碟,及可依情況需要加上備援硬碟。 |
由於RAID-4 使用一個硬碟專門儲存檢核位元,在更新資料作業繁複的環境,此硬碟將阻礙運作效率 |
RAID 5 |
儲存空間建構方式與RAID-4類似,唯一不同處是每一長條的檢核位元儲存的地方分散在各硬碟機之間循環儲存。 |
快速讀取/慢速寫入能力 |
資料來源:全球產業研究中心
在RAID所需零組件當中,硬碟及磁碟陣列控制器是最重要的部分,硬碟主要由Maxtor、Seagate等國際大廠供應,台灣廠商則在控制器有一定市場地位,台灣磁碟容錯陣列控制器主要供應廠商包括喬鼎科技、普安、世仰。普安及世仰以SCSI介面產品為主,目前SAN及NAS所使用磁碟容錯陣列以SCSI介面為主。喬鼎則延續其過去在硬碟加速卡發展經驗,主攻IDE/ATA磁碟容錯陣列相關產品,包括外插式磁碟容錯陣列加速卡及ASIC控制晶片。
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